Датчики барометрического (атмосферного) давления нужны для адаптации ЭБУ к перепадам высоты и изменениям погоды. Они применяются совместно с расходомером воздуха по объему. Часто это один и тот же датчик, тогда измерение атмосферного давления производится, когда зажигание включено, а двигатель еще не работает. При езде в горах иногда приходится специально останавливаться и перезапускать двигатель для адаптации системы управления подачей топлива к новой высоте.
Выпускаются и сдвоенные датчики (рис. 2.2). Вход барометрического датчика остается открытым и на него подается атмосферное давление, вход датчика разрежения соединяется вакуумным шлангом с впускным коллектором.
Рис. 2.2. Комбинированный датчик барометрического давления и разрежения (Ford): 1 - вакуумный шланг, 2 - шланг в атмосферу
Барометрические датчики и датчики давления, применяемые для измерения разрежения во впускном трубопроводе, могут быть различных конструкций. Датчики давления дискретного действия представляют собой устройство, где замыкание и размыкание контактов происходят под действием упругой мембраны, испытывающей измеряемое давление.
Датчики давления непрерывного действия представляют собой либо потенциометр, ползунок которого связан с мембраной, либо катушку индуктивности, в которую мембрана под действием давления вдвигает магнитный сердечник.
Современные интегральные датчики (рис. 2.3) подключаются к микропроцессору ЭБУ через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Для 8-разрядного контроллера шаг дискретизации может составлять до 4 мс, для 16-разрядного — до 2 мс.
Рис. 2.3. Современный интегральный датчик давления в защитном корпусе
Погрешность датчика абсолютного давления во впускном коллекторе обычно около 1%.
Датчик барометрического давления работает в диапазоне 60...115 кПа, имеет погрешность около 1,5%. По краям рабочего диапазона, как по температуре, так и по давлению, погрешность растет.
Датчики абсолютного давления в двигателях с наддувом работают в диапазоне давлений 20...200 кПа.
Рассмотренные датчики имеют, как правило, интегральное исполнение и крепятся к стенкам соответствующих трубопроводов.
Широкое распространение получили полупроводниковые датчики с преобразователем давления на кремниевом кристалле, в работе которого используется пьезорезистивный эффект (рис. 2.4, 2.5). На поверхности кристалла сформирован мостик сопротивлений, ток через которые изменяется под действием деформации. Затем ток усиливается и вводится температурная компенсация. Эти датчики отличаются небольшими размерами и высокой надежностью. Интегральные датчики очень технологичны, их выходной сигнал унифицирован для подключения к аналоговым или импульсным входам микроконтроллера.
Рис. 2.4. Упрощенная электрическая схема датчика абсолютного (атмосферного) давления с цепями компенсации: А - цепь температурной компенсации, В - измерительный мост, С - подстройка нуля, D - коэффициент усиления, Е - термокомпенсация усилителя
Рис. 2.5. Датчик разрежения во впускном трубопроводе
Информацию о давлении в зависимости от конструкции датчика несет величина выходного напряжения или его частота.
В табл. 2.3 приведены характеристики некоторых датчиков абсолютного давления.
Таблица 2.3
| Разрежение, мм рт. столба | GM, вольты | Ford, Гц |
| 0 | 4,8 | 156...159 |
| 25,7 | 4,52 | |
| 51,4 | 4,46 | |
| 77,1 | 4,26 | |
| 102,8 | 4,06 | |
| 128,5 | 3,88 | 141...143 |
| 154,2 | 3,66 | |
| 179,9 | 3,50 | |
| 205,6 | 3,30 | |
| 231,3 | 3,10 | |
| 257 | 2,94 | 127...130 |
| 282,7 | 2,76 | |
| 308,4 | 2,54 | |
| 334,1 | 2,36 | |
| 359,8 | 2,20 | |
| 385,5 | 2,00 | 114...117 |
| 411,2 | 1,80 | |
| 436,9 | 1,62 | |
| 462,6 | 1,42 | 108...109 |
| 488,3 | 1,20 | |
| 514 | 1,10 | 102...104 |
| 539,7 | 0,88 | |
| 565,4 | 0,66 |